Tại sao chúng tôi chuyển sang sử dụng phương pháp gia nhiệt bằng tia hồng ngoại để tạo ra ống nano carbon
Việc tạo ra ống nano carbon đòi hỏi phải có nhiệt độ cao. Để quy trình chiết xuất hóa học (CVD) có thể diễn ra hiệu quả, cần có sự chênh lệch nhiệt độ rất lớn. Trước đây, người ta thường sử dụng lò nung truyền thống. Nhưng thực tế, việc làm nóng toàn bộ buồng lò chỉ để làm nóng một khối vật liệu nhỏ thật là lãng phí năng lượng.
Đó là lý do chúng tôi chuyển sang sử dụng đèn gia nhiệt bằng tia hồng ngoại.
Giảm lãng phí năng lượng
Đặc điểm của đèn hồng ngoại là chúng không làm nóng không khí xung quanh. Chúng sử dụng bức xạ để làm nóng trực tiếp lên vật liệu cần xử lý. Khi tạo ra ống nano carbon, bạn muốn chất xúc tác đạt đến nhiệt độ hoạt động ngay lập tức. Với tia hồng ngoại, điều này có thể được thực hiện trong vài giây thôi. Điều này giúp giảm đáng kể lượng năng lượng cần thiết.
Vì bạn không cần mất hàng giờ để làm nóng các bộ phận bên ngoài máy hay không khí bên trong, nên lượng điện tiêu thụ cho mỗi lần sản xuất sẽ giảm đáng kể. Đây là cách làm việc hiệu quả hơn, và lượng khí thải carbon cũng giảm đi.
Cấu tạo của thiết bị
Chúng tôi sử dụng sợi dây halogen được bao bọc trong vỏ thủy tinh để chịu được nhiệt độ cao. Để tránh những sai sót trong quá trình sản xuất, những thiết bị này được kết nối với bộ điều khiển PID.
Bạn cần phải cẩn thận. Nếu bạn sử dụng quá nhiều công suất trên một diện tích nhỏ, sợi dây dẫn sẽ bị cháy, và ống nano carbon cũng sẽ bị hư hỏng ngay lập tức. Độ chính xác là yếu tố quan trọng nhất.
Một ưu điểm nữa là đèn hồng ngoại chiếm ít diện tích hơn nhiều so với lò nung truyền thống. Hơn nữa, khi cần làm mát thiết bị, bạn có thể kiểm soát quá trình này một cách dễ dàng hơn.
Những nhược điểm
Tuy nhiên, không phải mọi thứ đều tốt đẹp. Những hệ thống này phát ra rất nhiều nhiệt. Bạn không thể đơn giản lắp đặt chúng vào một chiếc lò cũ và hy vọng mọi thứ sẽ ổn.
Bạn cần có hệ thống làm mát phù hợp để giữ nhiệt độ xung quanh ở mức ổn định. Nếu hệ thống làm mát gặp sự cố, các đèn sẽ nhanh chóng bị hỏng.
Và dĩ nhiên, còn có vấn đề về chi phí. Việc lắp đặt bộ điều khiển và các bộ phận bảo vệ sẽ tốn nhiều chi phí hơn so với việc sử dụng lò nung truyền thống. Nhưng bạn có thể tiết kiệm chi phí điện hàng tháng và có một phòng thí nghiệm hiệu quả hơn. Đó là một sự đánh đổi mà chúng tôi sẵn lòng chấp nhận.